内容正文:
第二十七章 反比例函数
九上暑假预习讲义
学习目标
1.理解反比例函数的概念,能正确识别反比例函数,掌握其三种表达形式.
2.掌握反比例函数的图象特征和性质,能根据图象或性质分析函数的增减性、所在象限.
3.理解反比例函数中比例系数k的几何意义,能利用其求图形面积或参数.
4.会用待定系数法求反比例函数的解析式.
5.能结合一次函数与反比例函数解决综合问题,会利用图象比较函数值大小.
6.能运用反比例函数解决实际问题,建立函数模型解决行程、工程、物理等问题.
知识点一、反比例函数的概念
1.一般地,形如(为常数,)的函数称为反比例函数,其中是自变量,是函数,自变量的取值范围是不等于0的一切实数.
2.反比例函数的三种等价形式:
()
(,的指数为)
(,积的形式)
3.反比例函数中,自变量,函数值,故函数图象与轴、轴无交点.
4.判断一个函数是否为反比例函数,关键看能否化为()的形式,注意分母是单独的,.
【例1】下列函数中,是的反比例函数的是( )
A. B. C. D.
【变式1】若函数是反比例函数,求的值.
知识点二、用反比例函数描述数量关系
实际问题中,当两个变量的乘积为定值时,它们成反比例关系.常见模型:
行程问题:路程一定时,速度与时间满足
面积问题:矩形面积一定时,长与宽满足
工程问题:工作总量一定时,工作效率与工作时间满足
【例2】一个矩形的面积为,设它的长为,宽为.
(1)写出关于的函数解析式;
(2)判断是的什么函数;
(3)求当时的值.
【变式2】已知菱形的面积为,两条对角线长分别为、,写出关于的函数解析式,并指出自变量的取值范围.
知识点三、反比例函数的图象和性质
1.反比例函数()的图象是双曲线,它有两个分支.
2.图象和性质如下表:
k的符号
k>0
k<0
图象
增减性
在每个象限内,y随x的增大而减小.
在每个象限内,y随x的增大而增大.
特征
反比例函数的图象图象无限接近坐标轴,但与坐标轴不相交.它既是轴对称图形(对称轴为直线和),也是中心对称图形(对称中心为原点).
【例3】已知反比例函数.
(1)判断该函数的图象位于哪些象限;
(2)在每一个象限内,随的增大如何变化?
【变式3】关于反比例函数,下列说法正确的是( )
A.图象在第一、三象限 B.在每个象限内,随的增大而减小
C.图象经过点 D.若,则
知识点四、反比例函数的几何意义
过双曲线()上任意一点分别作轴、
轴的垂线,垂足分别为、,则:
1.矩形的面积.
2.三角形(或)的面积.
注意:面积只与有关,与的正负无关;无论点
在双曲线的哪个分支上,面积都保持不变.
【例4】点在反比例函数的图象上,轴于点,且的面积为3,求的值.
【变式4】如图,点在双曲线的一支上,点在双曲线的一支上,轴,分别 过、作轴的垂线,垂足为、,求四边形的面积.
知识点五、反比例函数解析式的确定
用待定系数法求反比例函数解析式:
1.设所求的反比例函数为();
2.把已知条件(一组、的对应值或图象上一个点的坐标)代入,得到关于的方程;
3.解方程求出的值;
4.将值代回解析式.
【例5】已知与成反比例,且当时,.
(1)求关于的函数解析式;
(2)当时,求的值.
【变式5】已知,其中与成正比例,与成反比例,且当时,当时,求关于的函数解析式.
知识点六、反比例函数与一次函数的综合
1.交点问题:联立一次函数与反比例函数,解方程组即可求得交点坐标.
2.比较大小:观察图象,图象在上方的函数值大.解不等式或时,结合交点坐标和图象位置确定的范围.
3.面积问题:常利用的几何意义或割补法求三角形、四边形的面积.
【例6】如图,一次函数与反比例函数的图象交于、两点.
(1)求和的值;
(2)求点的坐标;
(3)观察图象,写出的解集.
【变式6】如图,一次函数的图象与反比例函数的图象相交于、两点.
(1)求一次函数和反比例函数的解析式;
(2)求的面积.
知识点七、反比例函数的实际应用
利用反比例函数解决实际问题的一般步骤:
1.审清题意,找出常量与变量之间的反比例关系;
2.设出解析式();
3.代入已知条件求出的值;
4.写出解析式,注意自变量的取值范围要符合实际意义;
5.利用函数性质解决问题(求值、比较大小、求最值等).
常见跨学科应用:
物理:压强(一定时,与成反比);欧姆定律(一定时,与成反比)
杠杆原理:(力和力臂成反比)
【例7】某气球内充满了一定质量的气体,在温度不变时,气球内气体的压强(kPa)是气球体积()的反比例函数,其图象经过点.
(1)求关于的函数解析式;
(2)当气球体积为时,求气体的压强;
(3)若气球内气体的压强不得超过kPa,则气球的体积至少为多少?
【变式7】在某一电路中,保持电压(V)不变,电流(A)与电阻()成反比例关系,当电阻时,电流A.
(1)求关于的函数解析式;
(2)当电阻时,求电流;
(3)如果电流不得超过A,求电阻的取值范围.
综合测评
1.下列函数中,是的反比例函数的是( )
A. B.
C. D.
2.以下四个函数中,图象不过坐标原点的函数是( )
A.y=x2 B.y=5x
C.y=x3 D.
3.反比例函数的图象位于( )
A.第一、二象限 B.第一、三象限
C.第二、三象限 D.第二、四象限
4.某长方形的面积为,长为,宽为,则关于的函数图象大致是( )
A.一条直线 B.双曲线在第一象限部分
C.抛物线 D.一条射线
5.对于反比例函数,下列说法不正确的是( )
A.图象分布在第二、四象限
B.当时,随的增大而增大
C.图象经过点
D.若点、都在图象上,且,则
6.反比例函数的图象经过点(2,﹣3),则此函数的图象也经过点( )
A.(﹣3,2) B.(﹣2,4)
C.(﹣4,﹣2) D.(﹣2,﹣3)
7.点、、都在反比例函数的图象上,则、、的大小关系为( )
A. B.
C. D.
8.如图,一次函数与反比例函数的图象交于A(1,m),B(4,n)两点,则关于x的不等式解集是( )
A.x<0或1<x<4 B.x<1或x>4
C.0<x<1或x>4 D.1<x<4
9.如图,在平面直角坐标系中,已知平行四边形ABOC的面积为6,边OB在x轴上,顶点A、C分别在反比例函数和的图象上,则k﹣2的值为( )
A.﹣6 B.6 C.﹣4 D.4
10.如图,反比例函数的图象经过平行四边形ABCO的顶点A,已知OC在x轴上,点B的坐标是(﹣1,4),平行四边形ABCO的面积是4,则实数k的值为( )
A.4 B.﹣4 C.﹣8 D.8
11.若函数是反比例函数,则______.
12.若反比例函数的图象经过点,则的值为______.
13.反比例函数中,当时,的取值范围是______.
14.已知反比例函数的图象在每个象限内随的增大而增大,则的取值范围是______.
15.点A(a,b)在函数的图象上,则ab﹣5的值为______.
16.一司机驾车从甲地到乙地,以km/h的速度行驶小时到达.按原路返回时,速度(km/h)与时间(h)的函数关系式为__________.
17.如图,反比例函数经过矩形OCAB的边AB中点D,则矩形OCAB面积为 .
18.已知与成反比例,且当时,.
(1)求关于的函数解析式;
(2)当时,求的值.
19.已知反比例函数的图象位于第一、三象限.
(1)求的取值范围;
(2)若点和都在该函数图象上,比较与的大小.
20.某气球内充满了一定质量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压(kPa)是气体体积()的反比例函数,其图象如图所示.
(1)写出关于的函数解析式;
(2)当气体体积为时,气压是多少?
(3)当气球内的气压大于kPa时,气球将爆炸,为了安全起见,气体的体积应不小于多少?
21.如图一次函数y=ax+b的图象与反比例函数的图象相交于A,B两点,其中点A的坐标为(﹣1,6),点B的坐标为(3,n).
(1)求这两个函数的解析式;
(2)连接OA,OB,求△AOB的面积.
22.通过实验研究发现,初中生在课堂中的专注度随着上课时间的变化而变化,刚上课时,学生兴趣激增,10分钟后保持平稳一段时间,20分钟后注意力开始分散.若学生的专注度y随时间x(分钟)变化的函数图象如图所示,当0≤x<10和10≤x<a时,图象是线段;当a≤x<45时,图象是双曲线的一部分,根据函数图象回答下列问题:
(1)a= .
(2)当0≤x<10时,求y与x的函数关系式.
(3)数学老师讲一道函数综合题需要25分钟,他能否经过适当的安排,使学生在听这道题目的讲解时,专注度不低于60?请说明理由.
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答案与解析
知识点一反比例函数的概念
【例1】下列函数中,y是x的反比例函数的是(B)
A.——分母不是单独的x,不是反比例函数
B.——符合(k≠0)的形式,是反比例函数
C.——是正比例函数,不是反比例函数
D.——是一次函数,不是反比例函数
【变式1】若函数是反比例函数,求m的值.
解:由反比例函数的定义,x的指数为-1,且k≠0,即
且
又,即
所以
知识点二用反比例函数描述数量关系
【例2】一个矩形的面积为20cm²,设它的长为xcm,宽为ycm.
(1)写出y关于x的函数解析式
解:由矩形面积公式,得
所以
(2)判断y是x的什么函数
解:符合(k≠0)的形式,y是x的反比例函数
(3)求当x=5时y的值
解:当时,
【变式2】已知菱形的面积为12,两条对角线长分别为x、y,写出y关于x的函数解析式,并指出自变量x的取值范围.
解:菱形面积
所以,即
自变量x的取值范围:
知识点三反比例函数的图象和性质
【例3】已知反比例函数
(1)判断该函数的图象位于哪些象限
解:,所以图象位于第一、三象限
(2)在每一个象限内,y随x的增大如何变化?
解:,在每个象限内,y随x的增大而减小
【变式3】关于反比例函数,下列说法正确的是(D)
A.图象在第一、三象限——错误,,图象在第二、四象限
B.在每个象限内,y随x的增大而减小——错误,k<0时,在每个象限内y随x增大而增大
C.图象经过点(2,2)——错误,代入得
D.若x<0,则y>0——正确,当x<0时,
知识点四反比例函数k的几何意义
【例4】点A在反比例函数的图象上,AB⊥x轴于点B,且△AOB的面积为3,求k的值.
解:设A点坐标为(x,y),则
所以,
【变式4】如图,点A在双曲线的一支上,点B在双曲线的一支上,AB//x轴,分别过A、B作x轴的垂线,垂足为C、D,求四边形ABDC的面积.
解:设A、B的纵坐标为,则
A点横坐标,B点横坐标
,
四边形ABDC为直角梯形,面积为:
知识点五反比例函数解析式的确定
【例5】已知y与x成反比例,且当x=3时,y=4
(1)求y关于x的函数解析式
解:设(k≠0)
代入x=3,y=4,得,
所以
(2)当x=6时,求y的值
解:当时,
【变式5】已知,其中与x成正比例,与x成反比例,且当x=1时y=5,当x=2时y=7,求y关于x的函数解析式.
解:设(),()
则
代入x=1,y=5:……①
代入x=2,y=7:……②
由①得,代入②:
所以
知识点六反比例函数与一次函数的综合
【例6】如图,一次函数与反比例函数的图象交于A(2,m)、B两点.
(1)求k和m的值
解:点A(2,m)在一次函数上
点A(2,1)在反比例函数上
,
(2)求点B的坐标
解:联立方程组:
,
或
当时,
所以
(3)观察图象,写出的解集
解:观察图象,一次函数图象在反比例函数图象上方时:
或
【变式6】如图,一次函数的图象与反比例函数的图象相交于A(-1,4)、B(4,n)两点.
(1)求一次函数和反比例函数的解析式
解:点A(-1,4)在反比例函数上
,
所以反比例函数为
点B(4,n)在反比例函数上:,B(4,-1)
将A(-1,4)、B(4,-1)代入:
……①
……②
②-①:,
代入①:,
所以一次函数为
(2)求△AOB的面积
解:设一次函数与x轴交于点C
当时,,,C(3,0)
知识点七反比例函数的实际应用
【例7】某气球内充满了一定质量的气体,在温度不变时,气球内气体的压强p(kPa)是气球体积V(m³)的反比例函数,其图象经过点(2,60).
(1)求p关于V的函数解析式
解:设(k≠0)
代入V=2,p=60:,
所以
(2)当气球体积为1.5m³时,求气体的压强
解:当时,(kPa)
(3)若气球内气体的压强不得超过150kPa,则气球的体积至少为多少?
解:,即
所以气球的体积至少为0.8m³
【变式7】在某一电路中,保持电压U(V)不变,电流I(A)与电阻R(Ω)成反比例关系,当电阻R=5Ω时,电流I=2A.
(1)求I关于R的函数解析式
解:设
代入R=5,I=2:,
所以
(2)当电阻R=8Ω时,求电流I
解:当时,(A)
(3)如果电流I不得超过10A,求电阻R的取值范围
解:,即
所以电阻R的取值范围为(Ω)
综合测评答案
1.下列函数中,y是x的反比例函数的是(A)
A.——符合反比例函数定义
B.——是正比例函数
C.——是一次函数
D.——x的指数为-2,不是反比例函数
2.以下四个函数中,图象不过坐标原点的函数是(D)
A.——过原点(0,0)
B.——过原点(0,0)
C.——过原点(0,0)
D.反比例函数(k≠0)——图象与坐标轴无交点,不过原点
3.反比例函数的图象位于(B)
,图象位于第一、三象限
4.某长方形的面积为20,长为x,宽为y,则y关于x的函数图象大致是(B)
(x>0),是双曲线在第一象限的部分
5.对于反比例函数,下列说法不正确的是(D)
A.图象分布在第二、四象限——正确
B.当x>0时,y随x的增大而增大——正确
C.图象经过点(1,-2)——正确,代入得
D.若点、都在图象上,且,则——不正确,反比例函数在整体上不具有单调性,需分象限讨论
6.反比例函数的图象经过点(2,-3),则此函数的图象也经过点(A)
A.(-3,2):正确
B.(-2,4):
C.(-4,-2):
D.(-2,-3):
7.点A(-1,)、B(2,)、C(3,)都在反比例函数的图象上,则、、的大小关系为(B)
所以,选项C正确
8.如图,一次函数与反比例函数的图象交于A(1,m)、B(4,n)两点,则关于x的不等式的解集是(C)
根据图象,一次函数图象在反比例函数图象上方时,对应x的取值范围为:
或
9.如图,平行四边形ABOC的面积为6,边OB在x轴上,顶点A、C分别在反比例函数和的图象上,则k-2的值为(C)
解:设A(,)在上,C(,)在上
由平行四边形性质,
所以,
又由平行四边形面积公式及图象可得
10.如图,反比例函数的图象经过平行四边形ABCO的顶点A,已知OC在x轴上,点B的坐标是(-1,4),平行四边形ABCO的面积是4,则实数k的值为(C)
解:设O(0,0),C(c,0),A(a,)
由平行四边形,
,
,
A在上:
面积
,由图象c>0,
11.若函数是反比例函数,则1
解:且
,
又,所以
12.若反比例函数的图象经过点(2,-3),则k的值为-6
解:,
13.反比例函数中,当时,y的取值范围是
14.已知反比例函数的图象在每个象限内y随x的增大而增大,则k的取值范围是
解:,
15.点A(a,b)在函数的图象上,则的值为-2
解:,,
16.一司机驾车从甲地到乙地,以60km/h的速度行驶5小时到达.按原路返回时,速度v(km/h)与时间t(h)的函数关系式为(t>0)
解:路程(km),
17.如图,反比例函数经过矩形OCAB的边AB中点D,则矩形OCAB面积为2k
解:设A(,),则D(,)
D在上:,
矩形面积
18.已知y与x成反比例,且当x=4时,y=3
(1)求y关于x的函数解析式
解:设(k≠0)
代入x=4,y=3:,
所以
(2)当y=2时,求x的值
解:,
19.已知反比例函数的图象位于第一、三象限
(1)求k的取值范围
解:图象位于第一、三象限,则
(2)若点A(2,a)和B(3,b)都在该函数图象上,比较a与b的大小
解:,在每个象限内y随x的增大而减小
,所以
20.某气球内充满了一定质量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压p(kPa)是气体体积V(m³)的反比例函数,其图象如图所示.
(1)写出p关于V的函数解析式
解:设(k≠0)
由图象过点(1,60):,
所以
(2)当气体体积为0.8m³时,气压是多少?
解:当时,(kPa)
(3)当气球内的气压大于140kPa时,气球将爆炸,为了安全起见,气体的体积应不小于多少?
解:,即
所以气体的体积应不小于m³
21.如图,一次函数的图象与反比例函数的图象相交于A(-1,6)、B(3,n)两点.
(1)求这两个函数的解析式
解:A(-1,6)在反比例函数上
,
所以反比例函数为
B(3,n)在反比例函数上:,B(3,-2)
将A(-1,6)、B(3,-2)代入:
……①
……②
②-①:,
代入①:,
所以一次函数为
(2)连接OA,OB,求△AOB的面积
解:一次函数与y轴交于点C
当x=0时,y=4,C(0,4)
22.23.通过实验研究发现,初中生在课堂中的专注度随着上课时间的变化而变化,刚上课时,学生兴趣激增,10分钟后保持平稳一段时间,20分钟后注意力开始分散.若学生的专注度y随时间x(分钟)变化的函数图象如图所示,当0≤x<10和10≤x<a时,图象是线段;当a≤x<45时,图象是双曲线的一部分,根据函数图象回答下列问题:
(1)a= 20 .
(2)当0≤x<10时,求y与x的函数关系式.
(3)数学老师讲一道函数综合题需要25分钟,他能否经过适当的安排,使学生在听这道题目的讲解时,专注度不低于60?请说明理由.
【解答】,解:(1)由题意得,a=20,
故答案为:20;
(2)由(1)可知,点C的坐标为(20,90),
设双曲线解析式为
将(20,90)代入,得:,解得 k=1800,
将x=40代入 ,解得
∴点A的坐标为(0,45),
由图可得点B的坐标为(10,90),
设0≤x<10时,求y与x的函数关系式为y=mx+n,
将(0,45),(10.0)代入,得 ,
解得 ,
∴y与x的函数关系式为 ;
(3)能使学生在听这道题目的讲解时专注度不低于60.
理由如下:将y=60代入 得:
解得:,
将y=60代入 得:
,解得:x=30,
,
∴经过适当的安排能使学生在听这道题目的讲解时专注度不低于60.
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